Vinhos ricos em polifenóis com power-ultrasound

A ultrassonização melhora a extração de compostos fenólicos da uva para a obrigação, o que contribui para o teor total de polifenóis – melhorando assim o processo de envelhecimento do vinho. A aplicação do ultrassom de energia proporciona maiores rendimentos de extração e acelera o amadurecimento dos vinhos. Portanto, o ultrassom de energia é um método aprovado para o tratamento de uvas esmagadas e é aplicado para extração de polifenóis, envelhecimento/maturação do vinho e agrião.

Ultrassom de energia para extração de polifenóis e maturação de vinho

Os processos de vinificação podem ser melhorados com a aplicação de power-ultrasound. Hielscher Ultrasonics é seu parceiro de longa data experiente para ultrassononicadores de alto desempenho em processamento de vinho e uva.O mecanismo do ultrassom na vinificação é baseado na cavitação ultrassônica/acústica. Forças de alta tesoura cavitacional quebram estruturas celulares e expandem os poros nas paredes celulares. Isso resulta em uma liberação de material intracelular (por exemplo, amido, enzimas, proteínas, componentes fenólicos). As forças sono-mecânicas das ondas de ultrassom suportam a distribuição do solvente no tecido e a penetração do solvente no material celular, o que leva a um aumento significativo da transferência de massa. Além disso, a sônica promove reações bioquímicas como a polimerização e condensação de polifenóis e induz a micro-oxigenação. Todos esses efeitos da ultrassonônica contribuem para o envelhecimento e amadurecimento dos vinhos.

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Ultrassom de baixa frequência e alta potência como o ultrassônico industrial UIP4000hdT são usados para vinificação. Vinhos sonicados exibem um teor de polifenól significativamente aprimorado.

Ultrassom de energia para o envelhecimento e maturação do vinho: O sistema ultrassônico UIP4000hdT é usado na vinificação industrial.

Ondas de ultrassom de alta intensidade geram cavitação acústica. A cavitação ultrassônica interrompe as paredes celulares e aumenta a transferência de massa, promovendo assim a extração de metabólitos secundários de materiais vegetais.

O mecanismo de ruptura da parede celular (a) quebra da parede celular devido à cavitação. b Difusão de solvente na estrutura celular.
(Gráfico adaptado de Shirsath et al., 2012)

Extração de polifenóis ultrassônicos de uvas

Polifenóis em Vinho: Em vinhos, polifenóis e qualidade do vinho estão intimamente interconectados. Esses metaboiltos secundários de uvas influenciam significativamente as características organolépticas no vinho e impactam fatores de qualidade, como cor, adstringência e amargura. A ultrassônica para extração de polifenóis durante o processo de vinificação (por exemplo, sônicação de deve antes da fermentação) e durante o envelhecimento do vinho (com ou sem contato com madeira) produzem reações intermináveis que dão origem a transformações complexas (micro-oxigenação, copiação, cicrtura, polimerização e oxidação) de polifenóis e taninos.

Sonicação de Must antes da fermentação do vinho

Quando o ultrassom é aplicado à uva, a liberação de polifenóis da polpa da uva é aumentada. Desde cavitação acústica – que é o princípio de trabalho da sônica – quebra estruturas celulares e abre estruturas intracelulares de forma muito eficaz, muito mais compostos bioativos são liberados das uvas e da pele da uva quando comparados com a prensagem tradicional. Esses compostos bioativos incluem compostos de sabor, pigmentos e substâncias promotoras da saúde, como taninos, antocianinas, flavan-3-ols, proanthocyanidins e flavonols; stilbenóides como resveratrol; ácidos fenólicos como benzoicos, cafeic e cinâmicos; catequinas, além de ácido tartárico e ácido málico, entre outros. Além disso, são extraídos açúcares naturais como glicose e frutose, que são cruciais para o processo de fermentação da produção de vinhos. A sônica pode ser aplicada em várias etapas durante a vinificação. García-Martín e Sun (2013) apresentam o ultrassom em seu estudo como uma técnica de envelhecimento rápido, que poderia fornecer aos vinhos um maior conteúdo em antocianinas e uma diminuição de taninos, o que é considerado positivo para produzir vinhos de alta qualidade. Muitos estudos comprovaram os efeitos positivos do ultrassom de energia durante a vinificação. Portanto, a sônica é considerada uma das tecnologias mais promissoras para diversos fins em processos vitivinícolas. Além disso, o ultrassom é um método oficialmente aprovado para uso em uvas esmagadas. (cf. Natolino e Celotti, 2022)

Estudos sob a supervisão do Prof. Thomas Kleinschmidt da universidade Hochschule Anhalt, Institut for Wine Research of Central Germany demonstram claramente o aumento significativo de polifenóis no vinho sonicado. Por exemplo, no vinho tinto alemão do tipo Blauer Zweigelt o conteúdo polifenólico foi aumentado em mais de 40%. Para o estudo, 1,5L vinho tinto Blauer Zweigelt foi sônico a 100% de amplitude (amplitude 43 μm, superfície sonotrode 9 cm2). A extinção foi de 520 nm para a coloração vermelha. O ensaio folin-Ciocalteu foi utilizado para medir o teor total de polifenóis como catequinas, o que mostrou um aumento de 40% no total de polifenóis.

Aumento do teor de polifenóis no vinho com tratamento de ultrassom de energia. Hielscher Ultrasonics UIP4000hdT sistema de fluxo ultrassônico é comumente usado na vinificação para melhorar o sabor, a cor e a adstringência nos vinhos.

O tratamento de ultrassom da uva deve antes que a fermentação do vinho aumente o teor de polifenóis em até 40%.
(Estudo e gráfico: © Prof. Th. Kleinschmidt, Hochschule Anhalt)

Vinhos Ultrassônicos Melhorados

  • sabores mais intensos
  • mais polifenóis
  • cor mais escura
  • menos adstringência
  • maior índice HCl
  • mais suave, mais rounder sensação boca
O ultrassom é usado para aumentar as imperdíveis e polifenóis de frutos da uva durante a fabricação de vinhos. Ultrassonicadores são poderosos extratores de suco, compostos bioativos e pigmentos.

O ultrassom é usado para aumentar o rendimento de polifenóis da uva. Além disso, a ultrassonização pode envelhecer vinho em poucos minutos.

O ultrassom pode ser considerado uma das tecnologias mais promissoras para diversos fins em processos de vinificação e é oficialmente aprovado para uso em tratamentos de uva esmagada.
Outro estudo de Natolino e Celotti (2022) também demonstrou a qualidade superior do vinho após o tratamento do ultrassom. Os pesquisadores da Universidade de Udine, na Itália, usaram o ultrassônico Hielscher UP200St com sonotrode S26d14 para investigar os efeitos da sonicação no vinho tinto. 
Como os gráficos abaixo demonstram, o ultrassom aumenta o índice de HCl para todas as amostras sônicas de 68,06 ± 1,72 da amostra não tratada, para 73,78 ± 1,52 como o valor médio das amostras tratadas. Nenhuma tendência clara pôde ser destacada entre o aumento da amplitude e o tempo de sonicação, embora seja possível observar um aumento significativo no índice de HCl entre amostras sônicas em 30% e 2 min (71,59 ± 1,06) e em 90% e 10 min (74,25 ± 1,53). Ao mesmo tempo, o ultrassom diminui a adstringência de 91,8 ± 1,2 para vinho não tratado para 82,7 ± 3,7 como valor médio para amostras sônicas (ver gráficos à direita).
O tamanho das partículas de substâncias coloidais, como taninos e polissacarídeos, é reduzido pela sônica, o que contribui para a melhoria da estabilidade e percepções sensoriais finais.

Vinhos ultrasonicamente tratados se destacam por

  • buquê de sabor mais intenso
  • mais polifenóis
  • cor mais escura
  • menos adstringência
  • maior índice HCl
  • mais suave, mais rounder sensação boca

Envelhecimento ultrassônico e maturação do vinho

As ondas de ultrassom aceleram o envelhecimento do vinho aplicando forças puramente físicas, chamadas de sono-mecânica. Se ajustada ao tipo de uva e vinho, a ultrassonização pode aumentar a taxa de reação de condensação entre antocianina e taninos, diminuindo os tempos convencionais de desenvolvimento de cores naturais do vinho, reduzindo assim o tempo necessário para o envelhecimento do vinho.

O ultrassom melhora a extração de aroma de madeira (por exemplo, carvalho) e resuces a maturação do vinho em poucos minutos.

Maturação de vinho ultrasonicamente acelerada: O estudo do Prof. Th. Kleinschmidt mostra a mudança benéfica do aroma 3-Metil-1Butanol no vinho tinto quando sonicado na presença de chips de madeira American Blend. (Ultrassonicador UIP2000hdT)

O tratamento ultrassônico diminui a adstringência no vinho tinto, enquanto seu índice de HCl é melhorado.

Índice HCl (A), índice de adstringência (B) e tamanho de partículas (C) – parcelas de caixa de amostras não tratadas (Controle) e sonicadas em diferentes níveis de amplitude (30, 60 a 90%) e tempo de sônica (2, 6 e 10 minutos) usando o ultrassonicador UP200St.
(Estudo e tabela: © Natolino e Celotti, 2022)

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Envelhecimento do vinho ultrassônico usando taninos enológicos

Taninos enológicos, extraídos de madeira de carvalho, sementes de uva e pele, gail vegetal, castanha, quebracho, gambier e frutas myrobalanas, podem ser adicionados em diferentes estágios da produção de vinho para melhorar o perfil do sabor e a durabilidade das cores. A ultrassônica pode promover o envelhecimento do vinho usando taninos enológicos. O carvalho ultrassônico é o processo significativamente acelerado de transferência de taninos derivados da madeira e compostos de sabor de paus de carvalho ou chips. Vinhos ultrasonicamente envelhecidos em carvalho oferecem um ótimo perfil de sabor, que é desenvolvido em um tratamento curto de vários minutos em comparação com vários meses de envelhecimento do barril. A extração ultrassônica libera os compostos de aroma de carvalho (por exemplo, baunilha, eugenol, isoeugenol, furfural, 5-metilfurfural, guaiacol, 4-methulguaiacol) pelo aumento da transferência de massa.

Ultrassonicadores de alto desempenho para vinificação industrial

Os processadores Hielscher Ultrasonics estão bem estabelecidos no campo da vinificação e envelhecimento espiritual. Enólogos – ambos, vinhedos boutique exclusivos, bem como produtores de vinho em grande escala – encontrar na ampla gama de equipamentos da Hielscher os equipamentos ideais de ultrassônica para suas necessidades de produção na extração e maturação de polifenóis de vinho. As configurações de processo em lote e contínuas estão prontamente disponíveis e podem ser enviadas no mesmo dia.

Protocolo automático de dados

Para cumprir os padrões de produção de produtos alimentícios e bebidas, os processos de fabricação devem ser detalhados monitorados e registrados. Os dispositivos ultrassônicos digitais Hielscher Ultrasonics possuem protocolos automáticos de dados. Devido a este recurso inteligente, todos os parâmetros de processo importantes, como energia ultrassônica (energia total e líquida), temperatura, pressão e tempo são automaticamente armazenados em um cartão SD embutido assim que o dispositivo é ligado. O monitoramento de processos e o registro de dados são importantes para a padronização contínua do processo e a qualidade do produto. Ao acessar os dados do processo gravados automaticamente, você pode revisar as execuções de sônicas anteriores e avaliar o resultado.
Outro recurso fácil de usar é o controle remoto do navegador de nossos sistemas ultrassônicos digitais. Através do controle remoto do navegador, você pode iniciar, parar, ajustar e monitorar seu processador ultrassônico remotamente de qualquer lugar.

Cumprindo os mais altos padrões de qualidade – Concebido & Fabricado na Alemanha

Ultrasonicator for grape berry extraction before wine fermentation is installed at a winemaker's vineyard. Ultrasonication promotes various enological processes and improves wine quality. O hardware sofisticado e o software inteligente dos ultrassonicadores Hielscher são projetados para garantir resultados confiáveis de extração ultrassônica de sua matéria-prima botânica com resultados reprodutíveis e operação segura e fácil de usar. Robustez, confiabilidade, operação 24/7 sob carga total e operação simples da visão do trabalhador são outros fatores de qualidade, que tornam os ultrassonadores hielscher favoráveis.
Extratores hielscher ultrasonics são usados em todo o mundo na extração de produtos de alimentos e bebidas de alta qualidade. Comprovadamente com altos rendimentos e qualidade superior, os ultrassonicadores hielscher não são usados apenas por viticultores boutique menores, mas principalmente na produção industrial de vinhos distribuídos comercialmente. Devido ao seu hardware robusto e software inteligente, os processadores ultrassônicos Hielscher podem ser facilmente operados e monitorados.
Hielscher Ultrasonics em Teltow, Alemanha é um negócio familiar gerenciado por proprietários. Hielscher Ultrasonics é certificado pela ISO. É claro que os ultrassonicadores hielscher são compatíveis com o CE e atendem aos requisitos de UL, CSA e RoHs.

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators:

Volume batch Quociente de vazão Dispositivos Recomendados
10 a 2000 mL 20 a 400 mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 a 20L 00,2 a 4 L / min UIP2000hdT
10 a 100L 2 de 10L / min UIP4000hdT
n / D. 2 a 15L/min UIP6000hdT
n / D. 10 a 100L / min UIP16000
n / D. maior aglomerado de UIP16000

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Homogeneizadores ultrassônicos de alta cisalhamento são usados em laboratório, bancada, piloto e processamento industrial.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho para aplicações de mistura, dispersão, emulsificação e extração em escala laboratoria, piloto e industrial.



Literatura / Referências

Fatos, vale a pena conhecer

Substâncias bioativas no vinho

O teor fenólico no vinho refere-se aos compostos fenólicos – fenol natural e polifenóis, que incluem um grande grupo de várias centenas de compostos químicos que afetam o sabor, cor e sensação bucal do vinho. Estes compostos incluem ácidos fenólicos, estilbenóides, flavonols, dihydroflavonols, antocianinas, monômeros flavanol (catequinas) e polímeros flavanol (proanthocyanidins). Este grande grupo de fenóis naturais pode ser amplamente separado em duas categorias, flavonoides e não flavonoides. Flavonoides incluem as antocianinas e taninos que contribuem para a cor e sensação bucal do vinho. Os não flavonoides incluem os stilbenóides como resveratrol e ácidos fenólicos, como benzoicos, cafeínas e cinâmicos.

Polifenóis

Polifenóis são metabólitos secundários encontrados em plantas. Como substâncias bioativas, os polifenóis podem ser classificados como pigmentos vegetais, componentes de sabor, agentes protetores para o sistema de fotossíntese ou blocos de construção para biopolímeros (por exemplo, lignina e suberina). A classe de polifenóis inclui flavonoides e antocianinas, procianídeos, derivados de ácido benzoico (por exemplo. ácidos hidroxibenóicos como ácido vanlímico, ácidos trihidroxibenóicos, como ácido gálico e ácidos dihidroxibenóicos, como o ácido protocatecárico), derivados de ácido cinnâmico (ácidos hidroxicinnômicos como ácido cafeína e ácido p-coumarico) e derivados de sbentile (por exemplo, resveratrol).
Hoje, mais de 8.000 compostos polifenólicos foram identificados nas plantas.


Ultrassônicos de alto desempenho! A gama de produtos da Hielscher abrange todo o espectro desde o ultrassônico de laboratório compacto sobre unidades de bancada até sistemas ultrassônicos industriais completos.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho de Laboratório para tamanho industrial.